一种时间分割插补的渐开线加工方法

渐开线是机器零件重要轮廓曲线之一,普通数控机床不具有该曲线的插补功能,文中叙述了用时间分割插补法解决渐开线的加工难题.该方法插补计算时间短,而且保证插补点落在理论曲线上及进给步长相等.此方法只需对数控系统软件稍作改动就可以在普通机床上使用.     

渐开线时间分割插补方法

介绍了渐开线时间分割插补方法，该法的插补轨迹误差小于１μｍ，进给速度相对误差小于２．５％，在３３ＭＨｚ８０３８６ＣＰＵ（带８０３８７协处理器）上每插补一次占用机时小于０．５ｍｓ。     

数字积分法渐开线插补原理

在分析圆的渐开线形成原理的基础上，建立了数字积分法渐开线插补原理，该插补原理建立过程要比圆弧插补复杂，发生线始终切于基圆，渐开线插补原理是采用先进行基圆的圆弧插补，由插补点确定发生线切点的位置，而后进行渐开线插补。     

NURBS曲线实时插补进给速度规划技术研究

为了解决NURBS实时插补进给速度规划过程中所存在的计算量大,实时性不高等问题,提出了离线进给速度规划方法。该方法在非实时周期内完成速度规划任务,并生成进给速度曲线。为了满足机床动力学约束,在规划过程中充分考虑了机床最大加速度和最大加加速度约束。仿真分析表明,该方法能够大幅减小实时插补周期的计算任务量,提高插补的实时性;同时,所规划的速度曲线满足机床动力学要求,具有良好的进给速度平滑效果,有利于提高插补精度。     

比较积分法直线、圆弧插补方法的改进

对数控系统插补算法中的比较积分法进行了深入研究,并且针对插补进程时难以确定坐标轴首次进给方向和坐标轴的进给方向不能根据实际插补误差大小进行适当修正等问题,提出了一种改进的比较积分法插补算法。同时,基于改进的比较积分法插补算法和坐标平移变换原理设计了数控插补仿真系统,实现了直线、圆弧插补轨迹的二维动态仿真。通过仿真轨迹充分验证了改进的插补算法不仅没有影响比较积分法运算简单的优点,而且有效的提高了插补精度。     

基于de Boor算法的NURBS曲线自适应插补研究

在现代数控加工中已普遍使用NURBS曲线插补,但大多数NURBS曲线插补都致力于取得恒定的进给速度而不是轮廓精度,对此,提出了基于de Boor算法的NURBS自适应插补算法.将de Boor算法应用于NURBS曲线插补中,并用限定弓高误差对插补的进给速度实行自适应调节,实现了数控加工中进给速度的平滑过渡,减少速度急剧变化时对机床的冲击,保证了NURBS曲线实时插补和轮廓加工的精度.通过仿真证明了这种插补算法的实时性和实际应用的可行性.     

非均匀有理B样条曲线直接插补进给速度规划

在非均匀有理B样条直接插补算法中,为了提高插补实时性、克服前瞻规划算法的缺点,提出了基于进给速度预处理曲线的进给速度规划方法.该方法在插补前,通过建立进给速度预处理曲线来取代非均匀有理B样条曲线实时插补进给速度规划的前瞻算法.在速度规划过程中,为了防止进给加速度和加加速度超过机床性能要求,在曲线曲率变化较大的区域,采用基于逐点比较计算的方法规划每个参数点处的进给速度.通过MATLAB仿真表明所提方法具有较高的加工精度、良好的进给速度平滑效果和实时插补性能.     

基于误差控制的NURBS曲线预估-校正实时插补技术的研究

针对传统直线逼近曲线插补方法引起进给速度不恒定而导致加工精度变差的问题,提出了一种基于误差控制的NURBS曲线预估-校正实时插补方法,并通过仿真分析了在NURBS曲线实时插补中,影响插补精度的参数以及影响的程度.     

极径渐开线插补原理

在分析圆的渐开线形成原理的基础上，建立了极径渐开线插补原理。即先建立圆的渐开线极坐标方程，选择极径为控制核心，以极径增量确定渐开线位置，而后进行插补。     

CNC参数曲线实时插补进给速度控制方法

通过分析数控加工中参数曲线的实时插补原理和进给速度控制原理,指出了Taylor展开算法和"参数-弧长"分段拟合算法用于参数曲线的实时插补具有理论上的局限性,并对CNC实时插补进给速度控制问题给出了本质描述,提出了基于牛顿迭代法的解决方案,给出了算法流程.仿真对比实验表明,该算法具有稳定性好、收敛快、运算量小、精度高等特点,满足实时运算要求,能够将进给速度波动率控制在理想水平.     

一种参数预估-校正的NURBS曲线插补算法研究

提出了Milne-Simpson参数预估-校正的NURBS曲线插补算法.详细阐述了参数插补预估及校正机理.采用最大弓高误差、最大进给速度和最大法向加速度约束,以便实时调整插补进给步长,从而满足了NURBS曲线插补的高速和高精度要求.     

基于机床混合模型的参数曲线高速插补速度极值分析

参数曲线高速数控插补时,进给速度规划需要综合考虑机床动力学特性和曲线几何特征的限制。通过建立机床进给系统的机电混合模型,给出了参数曲线高速插补进给速度的机床动力学约束条件。以此条件为基础,采用“速度－加速度”相平面分析法导出了速度极值曲线解析表达式。与实时插补弦高误差约束下的速度极值曲线表达式相比,二者具有一致性。通过机床动力学约束下的速度极值曲线最大实时插补弦高误差估计,可简化插补进给速度规划约束条件。研究结果表明,给出进给速度极值解析曲线是有效的,可为参数曲线高速插补进给速度优化规划提供理论分析依据。     

自动调节进给速度的NURBS插补算法的研究与实现

现代计算机数控系统中已经普遍使用非均匀有理B样条插补,但大多数非均匀有理B样条插补算法都致力于取得恒定的进给速度而不是轮廓精度。对此,提出了一种限定弓高误差的自动调节进给速度的空间非均匀有理B样条曲线插补算法,它在通常加工时,是泰勒展开式2阶近似插补,而在小曲率半径零件的高速加工时,可以根据曲率半径和限定的弓高误差自动地调整进给速度,保证了轮廓加工精度。加工实例证实了这种插补算法的实时性和实际应用的可行性。     

数控加工高速进给柔性控制技术研究

针对数控系统直线插补控制造成的电机启停频繁、插补精度低、加工效率低等问题,以高速进给过程的柔性控制为目标,首先分析了直线插补原理的主要缺陷,在此基础上,提出一种微小直线段柔性插补和速度控制方法,并分别从柔性直线插补原理和柔性速度控制方法两方面进行了系统研究,通过对该方法的误差分析,结果表明该柔性直线插补控制方法可较好地适用于数控高精度机床的高速进给加工,避免了加工过程的冲击振动,同时提升了加工效率和表面质量。     

CNC参数曲线实时插补进给速度控制方法

通过分析数控加工中参数曲线的实时插补原理和进给速度控制原理,指出了Taylor展开算法和“参数－弧长”分段拟合算法用于参数曲线的实时插补具有理论上的局限性,并对CNC实时插补进给速度控制问题给出了本质描述,提出了基于牛顿迭代法的解决方案,给出了算法流程。仿真对比实验表明,该算法具有稳定性好、收敛快、运算量小、精度高等特点,满足实时运算要求,能够将进给速度波动率控制在理想水平。     

一种简化计算的S型加减速NURBS插补算法

针对目前NURBS曲线插补中加减速控制方法不足的问题,实现了加工过程中进给速度的平滑过渡,提出了一种新的NURBS曲线插补方法,包括速度规划和实时插补两个方面。速度规划采用了一种基于曲率自适应的简化计算的S型加减速方法,并结合"双向插补"的思想实时预测减速点,防止产生过大的弓高误差;实时插补则利用Muller插值和Newton迭代法计算了下一周期的插补参数,进而求出了下一时刻到达的空间坐标点。最后与已有插补方法进行了仿真分析比较。研究结果表明,该方法能保证加速度连续和加加速度有界,有效减少弓高误差和进给速度波动,提高机床运行的平稳性。     

数控机床NURBS曲线插补运动误差分析与仿真

介绍了NURBS曲线插补算法,并指出实现NURBS曲线插补的关键是,在插补周期内由进给步长求得曲线参数的增量.分析了数字伺服运动误差产生的原因,建立了伺服系统差分方程.在不同的进给速率和曲率半径条件下,对工件轮廓误差进行了仿真.仿真结果显示,数控机床NURBS插补的轮廓误差与进给速度及给定曲线的曲率半径有关.在大的进给速率或小的曲率半径条件下,伺服滞后所引起的轮廓误差是不可忽视的因素.     

一种基于时间分割法和数字积分法混合实现的空间直线插补方法

在空间曲面铣削加工中,进给速度的平滑性直接影响加工表面的质量.文中提出了一种应用时间分割法(TDM)和数字积分法(DDA)混合实现的空间直线插补方法(HSUM),用以改进通常采用时间分割法直线插补产生零头距离而出现的难以保持平滑进给速度的问题.该算法是采用时间分割法中的时间分割原理,对数字积分法中的累加溢出过程按照进给速度的要求,采用可控的插补周期进行时间分割,从而用较少的计算量消除了零头距离,实现平滑的进给速度.仿真实验与实际加工实验都表明,该方法可以实现平滑的进给速度,明显改善加工表面质量.     

基于进给速度敏感点识别的NURBS曲线平滑插补算法研究

提出了一种基于进给速度敏感点识别的NURBS曲线插补算法,该方法对于兼容NURBS形式的高档数控系统至关重要。粗插补计算造成的轮廓误差与插补经过该点时的进给速度大小有关,敏感点则可根据插补微段逼近时的弓高误差来界定。进而,根据相邻敏感点之间的距离,通过增设安全缓冲区等方法,进行速度曲线自适应规划。整体进给速度曲线可以由各部分进给速度曲线连接而成。为评价算法的有效性,采用3次NURBS曲线在三种不同进给速度指令下进行仿真计算。仿真结果证明,该算法很好地将轮廓精度和进给速度的平滑性进行了系统考虑,能在相邻危险点复杂分布的情况下执行柔性的插补控制。     

基于DSP处理器的DDA插补算法改进措施研究

DDA插补算法在现代数控系统中应用较广,但传统DDA插补算法有进给速度调节不易、精度需要采取改进等缺点。论文以DSP处理器为核心构建插补运算平台,对DDA插补的算法改进措施进行了初步探讨。